طراحی آنتن آرایه انعکاسی هدایت‌گر پرتو غیرفعال با استفاده از عناصر غیریکنواخت به‌منظور بهبود پهنای پرتو اصلی و سطح گلبرگ جانبی

در این مقاله یک آنتن آرایه انعکاسی غیریکنواخت هدایت‌گر پرتو در باند x پیشنهاد شده است. پهنای پرتو توان db10 آنتن  پیشنهادی به حدود °17 و سطح گلبرگ جانبی اول آن به db18 رسیده است که نسبت به کارهای مشابه گذشته کاهش چشمگیری محسوب می‌شود. در این آنتن چرخش پرتو با استفاده از جابجایی جزئی یک عنصر بزرگ، به عنوان زمین ساختار، انجام گرفته است. متناسب بودن توزیع فاز آرایه انعکاسی با تغییرات فاز عنصر بکار گرفته شده در آن موجب شده است که جابجایی صفحه زمین در رفتار فازی آرایه انعکاسی غیریکنواخت حداقل تاثیر را داشته باشد و شیفت فاز به وجود آمده الگوی میدان راه دور آن را خراب نکند. نشان داده شده است که با جابجایی زمین در حدود 0.05λ± ، می‌توان پرتو آنتن را در حدود °10± نسبت به محور عمود بر آنتن چرخاند. در این آنتن چرخش پرتو بدون استفاده از ادوات فعال مایکروویوی صورت گرفته است و از این حیث بسیاری از مشکلات مدارهای فعال مانند دشواری بایاس، تلفات ادوات، توان قابل تحمل پایین و ... وجود نخواهد داشت. در پایان، جهت اعتباربخشی به طرح پیشنهادی، یک نمونه آرایه انعکاسی توسط نرم‌افزار تمام‌ موج الکترومغناطیسی شبیه‌سازی شده است.

Design of Steerable Passive Reflect array Using Non-uniform Elements for Main Beam and Side Lobe Level improvement

In this paper, a Xband beam steerable nonuniform reflectarray antenna is proposed. The 10dB power beamwidth and side lobe level of the proposed antenna are respectively 17° and 18dB which show significant improvement proportional to previous works. The beam steering is carried out with a small movement of a large element, i.e. the ground plane of the antenna. It is shown that the ground plane movement has negligible effect on the reflectarray phase characteristic, as a consequence of the proportionality between reflectarray phase distribution and element phase variation. This ensures that the distortion of farfield pattern is avoided. About ±10° tilt of antenna beam from the broadside is achieved with ±0.05λ ground movement. In the proposed structure beam steering capability is provided using passive elements which eliminates the problems of using active circuits such as bias difficulties, component losses and low power handling. After describing design procedure completely, the proposed antenna is simulated with an electromagnetic fullwave software and the results are validated.